JPS6130332Y2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6130332Y2 JPS6130332Y2 JP1975135799U JP13579975U JPS6130332Y2 JP S6130332 Y2 JPS6130332 Y2 JP S6130332Y2 JP 1975135799 U JP1975135799 U JP 1975135799U JP 13579975 U JP13579975 U JP 13579975U JP S6130332 Y2 JPS6130332 Y2 JP S6130332Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- parts
- circuit
- load
- equal amplitude
- phase
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
高周波発振器または増幅器の発生した高周波エ
ネルギを能率よく負荷に吸収せしめるためには、
負荷インピーダンスを電源出力インピーダンスと
共軛にし、負荷からの反射をゼロとする必要があ
る。このために各種の整合回路が実用されてお
り、複雑なものもあるが、単純化して見ればすべ
て第１図ａ（負荷抵抗Ｒが電源側内部抵抗R0
に対してＲ＞R0の場合）とｂ（Ｒ＜R0の場
合）の内の何れかになる。この場合にX1が誘導
性リアクタンスならば、X2は容量性リアクタン
ス、X1が容量性ならば、X2は誘導性とする。こ
のX1およびX2を調整して反射をゼロにすれば最
大出力エネルギが負荷に吸収されるようになり整
合がとれる。容量性リアクタンスは可変蓄電器を
使用すれば容易に連続可変ができる。誘導性リア
クタンスの場合には、線輪内に導体円板を挿入し
て回転するが、直列線輪の結合度を変化させても
よいが、線輪と直列に可変蓄電器を接続し、この
静電容量を変化させても、連続可変の誘導性リア
クタンスが得られる。
ネルギを能率よく負荷に吸収せしめるためには、
負荷インピーダンスを電源出力インピーダンスと
共軛にし、負荷からの反射をゼロとする必要があ
る。このために各種の整合回路が実用されてお
り、複雑なものもあるが、単純化して見ればすべ
て第１図ａ（負荷抵抗Ｒが電源側内部抵抗R0
に対してＲ＞R0の場合）とｂ（Ｒ＜R0の場
合）の内の何れかになる。この場合にX1が誘導
性リアクタンスならば、X2は容量性リアクタン
ス、X1が容量性ならば、X2は誘導性とする。こ
のX1およびX2を調整して反射をゼロにすれば最
大出力エネルギが負荷に吸収されるようになり整
合がとれる。容量性リアクタンスは可変蓄電器を
使用すれば容易に連続可変ができる。誘導性リア
クタンスの場合には、線輪内に導体円板を挿入し
て回転するが、直列線輪の結合度を変化させても
よいが、線輪と直列に可変蓄電器を接続し、この
静電容量を変化させても、連続可変の誘導性リア
クタンスが得られる。
本考案はこれら可変リアクタンス素子を負荷か
らの反射量につれて自動的に変化させ、負荷回路
の整合を行なうものである。
らの反射量につれて自動的に変化させ、負荷回路
の整合を行なうものである。
第２図は本考案の一実施例を示す系統図であ
る。高周波電源と負荷整合回路との間に進行波お
よび反射波抽出回路３を挿入する。これは通常の
方向性結合器を使用すればよい。入力端子１から
入いる高周波エネルギは出力端子２から整合回路
を経て負荷Ｌに導かれる。この主線路を通り負荷
側に行く進行波成分は副線路に誘導されて進行波
成分出力端子４に出る。また負荷から反射されて
きた反射波の誘導出力は端子５に現われていると
する。
る。高周波電源と負荷整合回路との間に進行波お
よび反射波抽出回路３を挿入する。これは通常の
方向性結合器を使用すればよい。入力端子１から
入いる高周波エネルギは出力端子２から整合回路
を経て負荷Ｌに導かれる。この主線路を通り負荷
側に行く進行波成分は副線路に誘導されて進行波
成分出力端子４に出る。また負荷から反射されて
きた反射波の誘導出力は端子５に現われていると
する。
90度成分発生回路７としては3dBハイブリツド
回路などが使われる。この場合に出力端子８には
入力と同相の出力、出力端子９には入力と電気角
90度異なる出力が現われる。
回路などが使われる。この場合に出力端子８には
入力と同相の出力、出力端子９には入力と電気角
90度異なる出力が現われる。
一方端子４に現われた進行波成分高周波電圧は
信号分割回路６によつて２分割されており、これ
らと端子８および９に現われる反射波成分高周波
電圧はそれぞれ図の如く合成検波器１０１および
１０２に入れられる。この合成検波器は第３図の
如きものである。これらの検波出力直流電圧はそ
れぞれ増幅器１１１および１１２で増幅され、そ
の極性によつて直流電動機１２１および１２２を
正回転または逆回転させ、電動機回転軸によつて
整合回路の可変リアクタンス素子X1またはX2を
変化させて整合をとるようになつている。上記の
整合回路として第２図は第１図ｂの整合回路を用
いているが、第１図ａの整合回路を用いてもよ
い。後述の如く信号分割回路６と90度成分発生回
路７の位置は交換しても同様に動作する。
信号分割回路６によつて２分割されており、これ
らと端子８および９に現われる反射波成分高周波
電圧はそれぞれ図の如く合成検波器１０１および
１０２に入れられる。この合成検波器は第３図の
如きものである。これらの検波出力直流電圧はそ
れぞれ増幅器１１１および１１２で増幅され、そ
の極性によつて直流電動機１２１および１２２を
正回転または逆回転させ、電動機回転軸によつて
整合回路の可変リアクタンス素子X1またはX2を
変化させて整合をとるようになつている。上記の
整合回路として第２図は第１図ｂの整合回路を用
いているが、第１図ａの整合回路を用いてもよ
い。後述の如く信号分割回路６と90度成分発生回
路７の位置は交換しても同様に動作する。
今電源側から負荷に流れている進行波成分の振
幅をＡ、整合回路を経る負荷からの反射波成分の
振幅をＢとし、抽出回路３の点で反射波Ｂの進行
波Ａに対する位相角をθとすると、その点での反
射係数Γは次のようになる。
幅をＡ、整合回路を経る負荷からの反射波成分の
振幅をＢとし、抽出回路３の点で反射波Ｂの進行
波Ａに対する位相角をθとすると、その点での反
射係数Γは次のようになる。
Γ＝｜Ｂ／Ａ｜expθ
簡単のため信号分割回路６の出力および90度成
分発生回路７の同相出力（端子８の点）の出力電
圧とは共に同率で減衰されていて、その振幅をａ
ボルトおよびｂボルトとすると、それらの位相差
は同様にθであるから、主回路の反射係数Γは次
式で示される。
分発生回路７の同相出力（端子８の点）の出力電
圧とは共に同率で減衰されていて、その振幅をａ
ボルトおよびｂボルトとすると、それらの位相差
は同様にθであるから、主回路の反射係数Γは次
式で示される。
Γ＝｜ｂ／ａ｜expθ
合成検波器の一例を第３図に示している。同図
ａは半波整流形、ｂは両波整流形である。同図ａ
において、両高周波入力電圧ａおよびｂは、それ
ぞれ変圧器１３および１４を通つて検波器１５１
および１５２に加えられ、検波直流電圧が平滑用
コンデンサ１７を含む出力負荷１６の両端に現わ
れる。検波器１５１に加えられる高周波電圧v1は
（ａ＋ｂ）であり、１５２にはv2＝（ａ−ｂ）が加
えられている。従つてこれらは次式のように書く
ことができる。
ａは半波整流形、ｂは両波整流形である。同図ａ
において、両高周波入力電圧ａおよびｂは、それ
ぞれ変圧器１３および１４を通つて検波器１５１
および１５２に加えられ、検波直流電圧が平滑用
コンデンサ１７を含む出力負荷１６の両端に現わ
れる。検波器１５１に加えられる高周波電圧v1は
（ａ＋ｂ）であり、１５２にはv2＝（ａ−ｂ）が加
えられている。従つてこれらは次式のように書く
ことができる。
v1＝ａ＋ｂ＝ａ（１＋ｂ／ａ）
＝ａ（１＋｜ｂ／ａ｜expθ）
＝ａ（１＋｜Γ｜expθ）
＝ａ√（１＋｜｜）２＋2 2
v2＝ａ−ｂ＝ａ（１−ｂ／ａ）
＝ａ（１−｜ｂ／ａ｜expθ）
＝ａ（１−｜Γ｜expθ）
＝ａ√（１−｜｜）２＋2 2
これらv1およびv2を検波器１５１と１５２で２
乗検波すれば、それらの直流出力電圧v1とv2とは
比例常数をｋとして次式のようになる。
乗検波すれば、それらの直流出力電圧v1とv2とは
比例常数をｋとして次式のようになる。
v1＝ka2｛（１＋｜Γ｜cosθ）２
＋Γ2sin2θ｝
v2＝−ka2｛（１−｜Γ｜cosθ）２
＋Γ2sin2θ｝
検波器１５２は極性が逆なので上記のように出
力電圧V2は負号をとることになり、従つて出力
負荷１６の両端に現われる合成出力電圧ＶAは次
式のようになる。
力電圧V2は負号をとることになり、従つて出力
負荷１６の両端に現われる合成出力電圧ＶAは次
式のようになる。
ＶA＝V1＋V2＝4ka2｜Γ｜cosθ
一方90度成分発生回路７の90度成分出力と進行
波成分との合成は合成検波器１０２で行われる
が、この場合には位相差が（θ−π／２）であるので 合成出力電圧ＶBは次式で示される。
波成分との合成は合成検波器１０２で行われる
が、この場合には位相差が（θ−π／２）であるので 合成出力電圧ＶBは次式で示される。
ＶB＝4ka2｜Γ｜cos（θ−π／２）
＝4ka2｜Γ｜sinθ
入射波成分Ａと反射波成分Ｂの関係を第４図の
ようなベクトル図で示すと、上記ＶAは進行波成
分Ａと同位相のB1に相当し、ＶBはこれと90度の
位相差を有する成分B2に相当する。従つてこれ
らＶAおよびＶBを増幅器１１１および１１２で増
幅し、電動機１２１および１２２を回転させ、Ｖ
AおよびＶBのおのおのがゼロになるよう整合素子
を変化させれば、反射波Ｂの振幅をゼロ付近と
し、その上、その位相θをも僅小として整合させ
ることができる。第３図ｂは同図ａを両波整流形
としたのみで動作は同じである。
ようなベクトル図で示すと、上記ＶAは進行波成
分Ａと同位相のB1に相当し、ＶBはこれと90度の
位相差を有する成分B2に相当する。従つてこれ
らＶAおよびＶBを増幅器１１１および１１２で増
幅し、電動機１２１および１２２を回転させ、Ｖ
AおよびＶBのおのおのがゼロになるよう整合素子
を変化させれば、反射波Ｂの振幅をゼロ付近と
し、その上、その位相θをも僅小として整合させ
ることができる。第３図ｂは同図ａを両波整流形
としたのみで動作は同じである。
何れにしても、検波器を含む合成検波器（いわ
ゆるハイブリツト回路）を使用すると、検波器の
特性によつて特別な効果を生じる。即ち一般に検
波器は入力電圧が低い場合には感度が低くなる
が、本考案の合成検波回路では整合状態に近付く
程反射波成分Ｂの値が小さくなるので、これに検
波器の特性が加重されてＶA及びＶBの値が小さく
なる。このため整合速度を上げるべく増幅器の利
得を上昇させても、整合付近に近付くと、整合用
リアクタンスを変化させる駆動用モータに加わる
電圧が小さくなり、整合点付近でハンチング（乱
調）を起すことが防げる。
ゆるハイブリツト回路）を使用すると、検波器の
特性によつて特別な効果を生じる。即ち一般に検
波器は入力電圧が低い場合には感度が低くなる
が、本考案の合成検波回路では整合状態に近付く
程反射波成分Ｂの値が小さくなるので、これに検
波器の特性が加重されてＶA及びＶBの値が小さく
なる。このため整合速度を上げるべく増幅器の利
得を上昇させても、整合付近に近付くと、整合用
リアクタンスを変化させる駆動用モータに加わる
電圧が小さくなり、整合点付近でハンチング（乱
調）を起すことが防げる。
また第２図において、進行波成分出力を90度成
分発生回路７に、また反射波成分出力を信号分割
回路６に加えた場合にも上記と同様となる。
分発生回路７に、また反射波成分出力を信号分割
回路６に加えた場合にも上記と同様となる。
実施例においては、周波数13.56MHzにおいて
整合回路を全反射状態におき、本考案の第２図の
回路を動作せしめた所、１秒以内に進行波1kw，
反射波10W以下に自動整合がとれた。これは反射
係数で0.1、電圧定在波比で1.22以下となり、充
分良い整合状態を示している。すなわち、本考案
を実施すれば、簡単安価な回路構成で自動追尾式
整合装置が得られるので、時間経過と共に負荷イ
ンピーダンスが大きく変化する場合にも常に最適
状態で装置の運転が可能となる。
整合回路を全反射状態におき、本考案の第２図の
回路を動作せしめた所、１秒以内に進行波1kw，
反射波10W以下に自動整合がとれた。これは反射
係数で0.1、電圧定在波比で1.22以下となり、充
分良い整合状態を示している。すなわち、本考案
を実施すれば、簡単安価な回路構成で自動追尾式
整合装置が得られるので、時間経過と共に負荷イ
ンピーダンスが大きく変化する場合にも常に最適
状態で装置の運転が可能となる。
第１図は簡易化した一般の整合回路図、第２図
は本考案の自動整合回路の一例を示す系統図、第
３図は合成検波器の一例を示すもので、ａは半波
整流形の回路図、ｂは両波整流形の回路図、第４
図は進行波と反射波の関係を示すベクトル図であ
る。 １は入力端子、２は出力端子、３は進行波及び
反射波抽出回路、４は進行波成分出力端子、５は
反射波成分出力端子、６は信号分割回路、７は90
度成分発生回路、８は同相成分出力端子、９は90
度成分出力端子、１０１，１０２は合成検波器、
１１１，１１２は増幅器、１２１，１２２は電動
機。
は本考案の自動整合回路の一例を示す系統図、第
３図は合成検波器の一例を示すもので、ａは半波
整流形の回路図、ｂは両波整流形の回路図、第４
図は進行波と反射波の関係を示すベクトル図であ
る。 １は入力端子、２は出力端子、３は進行波及び
反射波抽出回路、４は進行波成分出力端子、５は
反射波成分出力端子、６は信号分割回路、７は90
度成分発生回路、８は同相成分出力端子、９は90
度成分出力端子、１０１，１０２は合成検波器、
１１１，１１２は増幅器、１２１，１２２は電動
機。
Claims (1)
- 高周波電源側から負荷に向う進行波エネルギ成
分及び反射波エネルギ成分を検出する進行波及び
反射波抽出回路を、高周波電源と、直列及び並列
に設けた可変リアクタンス素子から成る負荷整合
回路との間に設け、これにより検出された進行波
エネルギ成分及び反射波エネルギ成分のいづれか
一方の成分を、90゜成分発生回路により、振幅が
等しく位相が90゜異なる２つの部分に分割し、前
記エネルギ成分のいづれか他方の成分を、信号分
割回路により振幅及び位相が等しい２つの部分に
分割し、振幅が等しく位相が90゜異なる２つの部
分のうち１つの部分と振幅及び位相が等しい２つ
の部分のうち１つの部分とを、一方の合成検波器
に加え、振幅が等しく位相が90゜異なる２つの部
分のうち残りの部分と、振幅及び位相が等しい２
つの部分のうち残りの部分とを他方の合成検波器
に加え、各々の合成検波器の出力を増幅器で増幅
し、その出力を、前記負荷整合回路の可変リアク
タンス素子を駆動するための駆動用電動機に加
え、反射波の振幅及び位相角を共にゼロに近づけ
自動的に負荷回路の整合を行わせる自動負荷整合
回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1975135799U JPS6130332Y2 (ja) | 1975-10-04 | 1975-10-04 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1975135799U JPS6130332Y2 (ja) | 1975-10-04 | 1975-10-04 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5250032U JPS5250032U (ja) | 1977-04-09 |
| JPS6130332Y2 true JPS6130332Y2 (ja) | 1986-09-05 |
Family
ID=28615826
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1975135799U Expired JPS6130332Y2 (ja) | 1975-10-04 | 1975-10-04 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6130332Y2 (ja) |
-
1975
- 1975-10-04 JP JP1975135799U patent/JPS6130332Y2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5250032U (ja) | 1977-04-09 |
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